专利名称：用于具有复制控制信息的信号的记录/重放方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于具有复制控制信息的视频信号的记录与再现方法和装置，处理装置和记录介质，所述复制控制信息包括另一种信息，即多路传输的或嵌入图像数据中的电子水印信息和复制产生管理信号，尤其是为了控制原始图像的再现或记录或者为了净化图像源所需的视频信号。
在用于在视频信号中嵌入电子水印(隐藏的或嵌入的数据)信息的几种方法中，有代表性的一种在ITE Technical Report,vol.21,No.31,pp.3-8“DataHiding Technique”中披露了。另一种常规的信息嵌入技术在NikkeiElectronics,No.683,pp.99-107,1997中披露了。根据这些说明，在这些现有技术中，和固有的视频信号不同的信息利用图像的统计特性和表示固有图像的源的控制信号被嵌入视频信号的部分中，并进而确定在进行再现时，是否可以利用嵌入的信息使信号重现。在常规技术中，和固有图像的信息不同的信息通过利用图像的统计特性和表示固有图像源的控制信号被嵌入图像的一部分中，并进而确定在进行再现时，是否可以利用嵌入的信息使信号重现。
通过“全部复制禁止”或“只允许复制一次”进行一般宽识别的复制控制。后者被称为复制产生管理系统(CGMS)。在只允许复制一次的情况下，信号从“允许复制一次”被重写为“复制禁止”。
然而，在上述文献中，没有说明通过这种技术和电子水印信息的组合实现复制控制。
本发明的目的在于，提供一种用于具有复制控制信息的视频信号的记录与再现方法和装置，处理装置和记录介质，其可以容易地识别信号是否是可再现的。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于具有复制控制信息的视频信号的记录与再现方法和装置，处理装置和记录介质，所述控制信息例如包括电子水印信息，复制产生管理信号等。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于具有复制控制信息的视频信号的记录与再现方法和装置，处理装置，当复制控制信息被非法操作时，所述的方法和装置可以禁止再现信号的输出。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于具有复制控制信息的视频信号的再现的方法和装置以及处理装置，其可以通过利用包括在视频信号的亮度信号中的复制控制信息，考虑到复制产生管理系统，进行复制控制，所述视频信号已被记录在MCR，视频盘或其类似物上。
在本发明的记录介质中，视频信号，嵌入视频信号中并具有复制控制信息的电子水印信息，以及插入视频信号中用于复制控制的CGMS信号被记录。电子水印信息可以通过改变视频信号的预定位置中的亮度信号的亮度值来获得。最好是，亮度信号的亮度值的改变范围被设置为一个可允许的改变范围。CGMS信号被插入视频信号的扫描区域外面的区域。最好是，CGMS信号被插入水平同步信号附近的扫描区域外面的区域。最好是，CGMS信号是两位或较多的位的信号。电子水印信息具有自由复制、允许复制一次或禁止复制中的一种信息。CGMS信号具有自由复制、允许复制一次或禁止复制中的一种信息。
按照本发明的记录方法包括通过改变亮度信号的预定位置的亮度值，从而把复制控制信息嵌入亮度信号中，从而形成电子水印信息的步骤；以及在视频信号的扫描区域外部的区域插入具有复制控制信息的CGMS信号的步骤。
按照本发明的记录方法包括计算即使在视频信号中包括的亮度信号的亮度值改变时在视觉上耐久的范围的步骤；在计算的范围内，通过改变亮度信号的预定位置的亮度值，从而产生具有复制控制信息的电子水印信息的步骤；以及产生CGMS信号的步骤，所述CGMS信号具有复制控制信息，并被插入视频信号的扫描区域外部的区域中。
按照本发明的记录方法包括计算即使在视频信号中包括的亮度信号的亮度值改变时在视觉上耐久的范围的步骤；当在预定位置的亮度信号的要被改变的亮度值处在计算的范围内时，通过改变亮度值而产生具有复制控制信息的电子水印信息的步骤；以及产生CGMS信号的步骤，所述CGMS信号具有复制控制信息，并被插入视频信号的扫描区域外部的区域中。
按照本发明提供一种用于从视频信号中再现电子水印信息和CGMS信号的方法，所述视频信号包括电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值来嵌入复制控制信息，并且CGMS信号具有被插入来自记录介质的视频信号的扫描区域外部的区域中的复制控制信息，并用于控制视频信号的输出，所述方法包括检测电子水印信息的步骤；检测CGMS信号的步骤；当从电子水印信息获得的复制控制信息和从CGMS信号获得的复制控制信息缺乏合理性时，停止视频信号的输出的步骤。电子水印信号和CGMS信号中的每一个具有复制禁止信息或者一次复制允许信息。此外，该方法还包括通过从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的复制禁止信息进行输出和显示视频信号的步骤。该方法还包括通过从电子水印信息获得的复制禁止信息和从CGMS信号获得的复制禁止信息进行输出和显示视频信号的步骤。该方法还包括当CGMS信号不被再现时停止视频信号输出的步骤。
本发明的再现方法包括识别盘的种类的步骤；当从电子水印信息获得的复制控制信息，从CGMS信号获得的复制控制信息，以及盘的种类的信息缺乏合理性时，停止输出视频信号的步骤。该方法还包括当盘是只读盘，电子水印信息是一次复制允许信号，以及CGMS信号是记录一次允许信号时，输出视频信号的步骤。该方法还包括当盘是可记录的盘，电子水印信息是一次复制允许信号，以及CGMS信号是记录一次允许信号时，停止输出视频信号的步骤。
本发明提供一种再现的方法，用于再现来自视频信号的电子水印信息和CGMS信号，所述视频信号包括电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值而嵌入有或者复制禁止或者一次复制允许信息，CGMS信号具有来自记录介质的复制禁止或者一次复制允许信息，以便控制视频信号的记录，该方法包括检测在电子水印信息中嵌入的复制控制信息的步骤；从CGMS信号中检测复制控制信息的步骤；识别在电子水印信息中嵌入的复制信息和CGMS信号中的复制信息是否具有合理的关系的步骤；以及只有当所述关系合理时才允许记录视频信号的步骤。识别合理的关系的步骤根据从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的一次复制允许信息被重写为复制禁止信息的状态，判断为合理的。根据从电子水印信息获得的一次复制允许信息被重写为复制禁止信息，以及从CGMS信号获得的一次复制允许信息被重写为复制禁止信息的状态，判断为合理的。
按照本发明的记录装置包括可允许改变范围计算电路，用于按照亮度值计算包括在视频信号中的亮度信号的亮度值的改变范围；信息嵌入处理电路，用于在计算的可允许改变范围内，借助于改变预定位置内的亮度信号的亮度值来嵌入具有复制控制信息的电子水印信息；产生电路，用于产生具有复制控制信息的CGMS信号；以及附加电路，用于把CGMS信号附加到嵌入有电子水印信息的亮度信号的扫描区域范围外部的区域。
按照本发明的记录装置包括可允许改变范围计算电路，用于按照亮度值计算包括在视频信号中的亮度信号的亮度值的改变范围；信息嵌入处理电路，用于当在预定位置的亮度信号的亮度值在计算的可允许改变范围内时，借助于改变亮度信号的亮度值来嵌入具有复制控制信息的电子水印信息；产生电路，用于产生具有复制控制信息的CGMS信号；以及附加电路，用于把CGMS信号附加到嵌入有电子水印信息的亮度信号的扫描区域范围外部的区域。
按照本发明提供一种用于处理具有复制控制信息的视频信号的装置，用于再现来自视频信号的电子水印信息和CGMS信号，所述视频信号中包括电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值而嵌入有复制控制信息，还包括CGMS信号，其具有被插入在来自记录介质的视频信号的扫描区域的外部的区域中的复制控制信息，以便控制视频信号的输出，所述装置包括用于处理由记录介质再现的视频信号的电路；电子水印检测电路；用于检测CGMS信号的CGMS信号检测电路；以及输出控制电路，用于根据检测的电子水印信息和检测的CGMS信号控制视频信号处理电路。输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得通过从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的复制禁止信息输出视频信号。输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得通过从电子水印信息获得的复制禁止信息和从CGMS信号获得的复制禁止信息输出视频信号。输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得当未检测到CGMS信号时不输出视频信号。当记录介质是可记录介质时，输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得通过通过从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的一次复制允许信息信息输出视频信号。当记录介质是只读介质时，输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得通过通过从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的一次复制允许信息输出视频信号。处理装置具有用于识别盘的种类的电路。当盘种类识别电路的输出是指示可记录盘的信号时，输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得通过通过从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的一次复制允许信息不输出视频信号。当盘种类识别电路的输出是指示只读盘的信号时，输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得通过通过从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的一次复制允许信息输出视频信号。
按照本发明的处理装置包括用于更新产生CGMS信号的电路；以及重写与控制电路，用于控制视频信号的输出并控制视频信号是否可以通过电子水印信号和CGMS信号输出。重写与控制电路通过通过从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的一次复制允许信息输出来自重写与控制电路的视频信号，并把CGMS信号的一次复制允许信息重写为复制禁止信息。或者重写与控制电路通过通过从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的一次复制允许信息输出来自重写与控制电路的视频信号，并把从电子水印信息获得的一次复制允许信息和从CGMS信号获得的一次复制允许信息重写为复制禁止信息。
按照本发明的的记录与再现装置包括记录装置，用于记录具有复制控制信息的视频信号，所述复制控制信息包括用于进行复制控制的位，和嵌入有由所述的位产生的控制信号的电子水印信息，以及再现装置，包括检测器，用于当视频信号被再现时，检测所述的位和从电子水印获得的信号，以便比较所述的位和从电子水印获得的信号，当它们具有预定的关系时，输出视频信号。只有当电子水印信息被检测到并且通过直接检测的位获得的信号指示一个产生复制允许时，由位产生装置产生的信号才被改变，改变的信号，输入的电子水印记录信号和视频信号被同时记录，并在此后禁止记录操作。只有当所述的位表示复制一次产生允许时，所述的位才被重写为指示禁止的信号，并被和电子水印记录信号以及视频信号同时记录。
按照本发明的再现装置用于再现来自盘的视频信号，在所述盘上记录有视频信号，视频信号中记录有电子水印信息和用于复制控制的位，所述再现装置包括电子水印信息检测装置；用于检测由位产生装置记录的信号的装置；用于识别盘的盘识别装置；以及当盘由盘识别装置识别为是只读盘，并且电子水印信息与位信息相互一致时，用于再现在盘中记录的视频信号的装置。当盘识别装置识别盘是可记录的和可再现的，并且电子水印信息和位信息一致时，并且当由位信息产生装置产生的信号的一次产生复制允许被正确地改变时，视频信号被再现。在盘是可记录的和可再现的情况下，只有当电子水印信息是一次产生复制允许信息，并且位产生装置的信息是是复制禁止信息时，视频信号才被再现。
从下面结合
的本发明的最佳实施例，可以更加清楚地看出本发明的这些和其它目的、特点和优点。
图1是按照本发明的复制控制信息记录装置的实施例的方块图；图2是用于说明本发明的嵌入电子水印信息的方法的示意图，其中以直线形式显示像素的亮度值；图3A和3B是表示附加有CGMS信号的电视信号的实施例的示意图；图4是按照本发明具有复制控制信息的视频信号的处理装置的实施例的方块图；图5是按照本发明具有复制控制信息的视频信号的处理装置的另一个实施例的方块图；图6是按照本发明具有复制控制信息的视频信号的处理装置的另一个实施例的方块图；图7是按照本发明具有复制控制信息的视频信号的处理装置的另一个实施例的方块图；图8是按照本发明具有复制控制信息的视频信号的处理装置的另一个实施例的方块图；下面说明按照本发明的电子水印信息记录装置的实施例。
图1是表示按照本发明的电子水印信息记录装置的实施例的方块图。在本实施例中，像素的亮度被改变，借以嵌入电子水印信息。
在图1中，视频信号被输入到输入电路1。亮度信号从输入电路1中被拾取，并被送到允许改变范围计算电路3。根据亮度信号计算即使亮度信号被改变时对视觉的影响也是很小的范围。当亮度信号在亮度变化大的部分被大大地改变时，图像在视觉上变化不大。然而，在亮度变化小的部分，如果亮度变化量不小，则该变化在视觉上是明显的。因此，允许改变范围计算电路3考虑到上述情况计算允许改变范围。计算电路3可以由计算机的CPU来实现。来自计算电路3的计算结果被送到信息嵌入处理电路5。当信号处于允许改变范围之内时，则进行通过改变视频信号的亮度而在亮度信号中嵌入电子水印信息的处理。通过改变亮度信号而嵌入有电子水印信息的视频信号被存储在信息嵌入处理电路5的存储器中，直到完成一个画面的处理。此后，输出视频信号。在该电路中，在允许改变范围计算电路3中的计算处理按下述进行。
(1)在图像边缘变化大的部分，即使边缘信号的幅值被大大改变，在视觉上图像也不会有大的变化。与此相反，在图像边缘变化小的部分，如果边缘信号的幅值被大大改变，在视觉上图像则会有大的变化。
(2)在使图像在视觉上不改变的范围内使图像改变，或在即使图像在视觉上改变大，但不影响观众的范围内改变。
如上所述，当电子水印信息被嵌入时，虽然亮度和原始图像不同，但可以获得在视觉上和原始图像没有区别的图像。允许改变范围计算电路3在对每个像素进行图像处理前后存储亮度，确认亮度是否在允许改变范围内，并只有当亮度在范围内时才允许亮度信号改变。
信息嵌入处理电路5在构成图像的像素当中选择亮度值被改变的像素。在选择的像素当中，只对于亮度值在允许改变范围之内的像素把亮度改变为特定的值，借以嵌入信息。结果，获得嵌入有电子水印信息的视频信号。
标号7表示复制产生管理系统(CGMS)信号产生电路，用于产生两位的CGMS信号。这CGMS信号被附加到从信息嵌入处理电路5输出的其中嵌入有电子水印信息的视频信号中，并且通过附加电路9从色度信号电路11输出的色度信号和结果数据通过输出电路12被记录在记录介质(未示出)中。
下面参照图2说明在信息嵌入处理电路5中执行的亮度改变方法。
图2是以直线形式表示像素的亮度值的示意图。在图2中，假定一个像素的亮度值的范围从0-255。在本实施例中，在直线上的白圈的值是相应于16的倍数的亮度，并且相应于嵌入信息“0”。黑圈的值相应于(16的倍数+8)的值，并相应于嵌入信息“1”。
首先说明信息嵌入处理电路5的基本操作。为了获得电子水印信息，需要把图像中相应于一个像素所亮度改变为最接近的白圈或黑圈。也就是说，当所需的要被嵌入的信息是“0”时，亮度被改变为白圈。当所述的要被嵌入的信息是“1”时，亮度被改变为黑圈。例如，在像素的亮度是由Δ所示的值即30的情况下，当要被嵌入的所需的信息是“0”时，像素的亮度被改变为32，当要被嵌入的所需的信息是“1”时，像素的亮度被改变为24。
下面说明允许改变范围计算电路的使用。在嵌入电子水印信息的情况下，有一种这样的清况，即像素的亮度的改变太大，因而图像在视觉上发生了变化。为了避免这种情况，需要设置一个允许改变范围，在此范围内像素的值可以改变。例如，在图2中，当假定像素的亮度Δ的值是30时，该像素的亮度的允许改变范围是26-33。在这种情况下，当所需嵌入的信息是“0”时，按照基本操作把像素的亮度改变为32没有问题。然而，当所需的嵌入的信息是“1”时，因为假定要被改变到的亮度24不包括在允许改变范围之内，在这种情况下，亮度被改变为最接近24的值26。此外，该像素的亮度的改变被放弃，并改变预定的另一个像素的亮度。
下面说明从水印插入的图像，即嵌入有电子水印信息的视频信号中提取电子水印信息的方法。首先，选择其亮度值已被改变的像素。因为亮度被改变的像素的位置是预定的，所以该像素可以通过根据水平同步信号获得的脉冲进行选择。即，按照在信息嵌入处理电路5中像素选择的相同规则选择亮度已被改变的像素。
从每个选择的像素中拾取亮度信号。根据值是接近16的倍数还是接近(16的倍数+8)，识别嵌入的信息是“0”或者是“1”。
因为信息嵌入处理电路5在允许改变范围内改变亮度，所以就有一种情况，即亮度不能被精确地改变为16的倍数或(16的倍数+8)。因而，在信息提取中便发生误差。不过，这问题可以通过对多个像素重叠地嵌入同一信息，并通过利用择多判定提取信息来解决。
下面参照图3A和图3B说明复制产生管理信号的实施例。
图3A是表示在插入复制产生管理信号的垂直间隔中的电视信号的实施例的示意图。图3B所示图3A的局部放大图。
在图3A中，复制产生管理信号(缩写为CGMS信号)31和35在垂直同步信号32的第7和第8个水平同步周期中，在画面的上部的扫描范围之外的周期被插入。因而，CGMS信号31和35通常不出现在画面上。标号33代表视频信号。
在图3B中，CGMS信号31是包括31a,S1b的两位的信号。在本图中，标号34表示设置视频信号的区域。
图3A,3B表示的电视信号被记录在记录介质例如光盘或视频磁带中。
CGMS信号必须表达3种方式(1)自由复制，(2)一次复制允许和(3)复制禁止。
在一次复制允许方式(2)的情况下，当信号被复制时，信号必须被重写为(3)复制禁止。这操作被称为更新复制产生。
当在(3)复制禁止方式下信号被复制时，复制操作必须被禁止。为此，图3A和图3B所示的每个CGMS信号由两位的控制信号构成。为用于复制电视信号的记录和再现装置提供的用于处理电子水印和CGMS信号的装置被用来识别CGMS信号是否可以被再现。
复制产生更新表示CGMS信号被重写，例如，从表示一次复制允许的位“10”重写为表示复制禁止的位“11”。
上述电子水印信息不仅包括原始图像再现或记录控制信息，而且包括净化图像源的信息。CGMS信号包括例如自由复制、一次复制允许和复制禁止的信息。在下面的说明中，两种信息被称为复制控制信息。
我们认为，通过使用规则的CGMS信号或电子水印信息进行复制控制便足够了。在使用一个控制信号的情况下，例如只使用CGMS信号，该信号可以容易地被重写。有一种情况是，执行和所需的复制控制不同的控制。在必须更新复制产生的情况下，例如，当虽然信号已被复制一次而CGMS信号的复制产生不被更新时，在一次复制允许的方式下可以重复地进行复制。
因为在电子水印信息中包括在视频信号中的亮度信号的亮度被改变，所以难于更新电子水印信息的复制产生。例如，当电子水印信息表示一次复制允许方式时，难于改变信号的产生。因而，复制可以重复地进行。在这种情况下，通过更新CGMS信号的复制产生，复制可以被禁止。
当用于更新电子水印信息的电路被用于用于复制的再现装置或记录装置时，电子水印信息的复制产生可以被更新。在这种情况下，可以更确定地进行复制禁止或再现禁止。
当虽然CGMS信号必须被更新但CGMS信号的复制产生的更新被忽略时，电子水印信息的内容和CGMS信号的内容是相同的。因而，这种状态被检测，使得复制或再现可以被禁止。
考虑到所述情况，已经研究了使用电子水印信息和CGMS信号的复制控制。
下面说明通过使用图4所示的按照本发明的复制控制信息处理装置利用电子水印信息和CGMS信号进行的复制控制。
图4是表示按照本发明的用于处理具有复制控制信息的视频信号的装置的实施例的方块图。
在图4中，盘40是可记录的盘，例如RAM盘或只读盘例如ROM盘。在可记录盘的情况下，数字广播信号被记录在盘40上。假定在数字广播信号中记录有电子水印信息，其中含有一次复制允许信息和具有一次复制允许的CGMS信号。在只读盘的情况下，具有复制禁止的电子水印信息和具有复制禁止的CGMS信号被记录。在盘40中记录的视频信号被光传感器41拾取，并被信号读电路42读出，然后视频信号通过视频信号处理电路43从读出的信号中输出。
一般地说，从盘40读出的信号已经过MPEG处理。MPEG处理被信号读电路42取消，并且MPEG压缩的信号被扩展。即MPEG处理的信号在信号处理电路42的输出端44被输出，并且在输出端45输出其中MPEG处理被消除的信号。在输出端44、45的信号通过开关46被选择，选择的信号被提供给检测电子水印信息的电子水印检测电路47。在图4的电路中，提供开关46用于表示是MPEG处理的信号或者是通过译码MPEG处理的信号而获得的信号可以被输入到电子水印检测电路47中。电子水印检测电路47一般和端子44或45相连。
视频信号从视频信号处理电路43被提供给CGMS信号检测电路48，通过电路48检测记录在视频信号中的CGMS信号31a,31b，和35。
如上所述被检测到的电子水印信号和CGMS信号被送到输出控制电路49。在电路49中，这两个信号被比较，并检查它们的合理性。用于再现图像的显示器(未示出)或用于记录从输出端50拾取的视频信号的记录装置(未示出)被连接到视频信号处理电路43的输出端50。标号51表示用于使盘40旋转的电机。
下面说明检查的内容。
当盘40是只读盘时，一般地说，不允许复制记录的内容。因此，只读盘的电子水印信息处于复制禁止方式。因而，在这种情况下，输出控制电路49被这样控制，使得通过电子水印信息禁止复制。
当盘40是只读盘并且允许复制一次时，在从输出端50被记录在记录装置(未示出)中的同时，CGMS信号被产生更新。该操作将结合图7所示的另一个实施例在下面说明。
在是可记录盘例如RAM盘的情况下，可以认为数字广播或其类似物从原始记录有数字广播的记录介质中再被复制。在这种情况下，每个允许复制一次的CGMS信号和电子水印信息已被插入一般的数字广播信号中。CGMS信号被假定在原始记录中产生更新，并且信号的复制假定被禁止。
当端子50和显示器相连并且视频信号从可记录盘再现时，当对再现或CGMS信号进行特意的改变时，需要禁止再现。
假定由电子水印检测电路47检测到允许一次复制的电子水印信息，并且由CGMS信号检测电路48在再现装置侧检测到产生更新的CGMS信号，即，如此被更新，使得禁止复制的CGMS信号。
在这种情况下，因为只允许复制一次的电子水印信息和具有复制禁止内容的CGMS信号被输入到输出控制电路49，所以识别出电子水印信息和CGMS信号具有合理的关系，并把允许再现的信号送到视频信号处理电路43。不过，在把数据记录到可记录盘的情况下，电子水印信息可以是表示原始图像中的只允许复制一次的信号，而CGMS信号必须被产生更新。然而，如果CGMS信号保留只允许复制一次，则假定复制已被完成而在记录时CGMS信号不被正确地更新。
因此，在这种情况下，则确定输出控制电路49没有正常地执行更新操作，因而电路49的输出被停止。
在CGMS信号没有由CGMS信号检测电路检测到的情况下，即使电子水印信息由电子水印检测电路47检测到时，也认为进行了某种非法操作。禁止再现的信号由输出控制电路49提供给视频信号处理电路43，因而禁止视频信号的再现。
在利用一个装置把广播信号记录到可记录盘上的情况下，所述广播信号中的电子水印信息是禁止复制的，并且CGMS信号也是禁止复制的，复制禁止的电子水印信息和复制禁止的CGMS信号被送到输出控制电路49。接着，禁止再现的信号从电路49被送到视频信号处理电路43，借以接着再现。
当电子水印信息和CGMS信号两者都未检测到时，复制不被禁止，因而使允许再现的信号从输出控制端输出。
当盘40的视频信号的再现被允许时，可以考虑通过把信号传递到记录装置进行记录。在自由复制的情况下，记录可以自然地进行。在其它的情况下，CGMS信号是复制禁止的。通过检测该信号，复制被检测。例如，当CGMS信号的幅值被设置为最大时，AGC控制电路(未示出)被这样控制，使得利用该信号使放大器的增益为最小。因而，因为没有信号输出，所以结果不能进行复制。
当视频信号在显示器上被再现时，为了提取CGMS信号，使得显示产生一个提取脉冲便足够了，借以提取CGMS信号并如此设置，使得增益控制电路不响应CGMS信号。
输出控制电路49通过检查电子水印信息和CGMS信号的更新结果来进行再现控制。
图5是表示按照本发明的复制控制信息处理装置的另一个实施例的方块图。在图5中，具有和图4相同功能的方块冠以相同的标号。
在图5中，新提供有盘种类识别电路53，用于识别盘40是可记录的RAM盘还是ROM盘。盘种类识别电路53使用为光盘装置提供的跟踪识别电路。取自RF放大器54的再现信号被送到RAM跟踪控制信号产生电路55和ROM跟踪控制信号产生电路56。当电路55的输被送到幅值检测电路57，电路56的输出被送到幅值检测电路58时，具有较大幅值的信号相应于盘40的种类被从幅值检测电路57或58提取出，具有较小幅值的信号从和盘40的种类不相应的幅值检测电路的输出提取。因而，和盘40的种类相应的盘识别信号(例如正的或负的信号)从识别电路的输出中被提取出。盘识别信号控制开关60，借以把RAM跟踪控制信号产生电路55的端子或ROM跟踪控制信号产生电路56的端子和驱动电路61相连。盘识别电路59的输出也提供给输出控制电路49。输出控制电路49接收盘识别的结果。可记录介质的识别结果和只读介质的识别结果是不同的。例如，在RAM盘的情况下，存在例如电子水印信息可被记录一次并且CGMS信号也可被记录一次的情况。不过，在RAM盘的情况下，因为数字广播信号或其类似物已经被记录过，一般地说，当电子水印信息不被改变并且CGMS信号被产生更新而使复制被禁上时，电子水印信息可被记录一次。当CGMS信号可被记录一次时，如上所述，可以认为已经进行了某种非法操作。ROM盘和RAM盘借以相同的信息，对于ROM盘需要允许再现，而对于RAM盘，需要禁止复制。通过对输出控制电路49提供识别盘的种类的信号，可以阻止上述的操作。
图6是表示按照本发明的用于处理具有复制控制信息的视频信号的装置的另一个实施例的方块图。在图6中，标号63代表盘种类识别电路。记录在盘40中的代表盘的种类的信号通过信号读取电路42被送到盘种类识别电路63。代表由盘种类识别电路63的输出获得的盘40的种类的信号被送到输出控制电路49。如参照图5所述的，输出控制电路49的控制内容被按照盘40的种类被改变，如参照图5所述。
下面参照图7说明当来自再现播放器的再现的信号被记录到一个记录盘时的电路的结构和操作。
图7表示按照本发明的用于处理具有复制控制信息的视频信号的装置的另一个实施例。在本图中，标号71表示复制播放器。包括在由复制播放器71再现的信号中的电子水印信息被电子水印检测电路47检测，并被送到复制产生重写与输出控制电路72中用于重写CGMS信号或电子水印信息的复制产生和在再现信号中的CMGS信号。包括在再现信号中的CMGS信号被CGMS信号检测电路48检测，并被送到CGMS信号更新电路73。检测的CGMS信号按照预定的规则被更新。
按照预定的规则，如果检测的信号是一次复制允许信号，该信号，该信号便被转换为复制禁止信号。如果检测的信号是自由复制信号，则信号不被改变。如果是复制禁止信号，则记录电路的操作被停止。
从CGMS信号更新电路73输出的产生更新的信号被送到复制产生更新与输出控制电路72。视频信号通过信号读电路42和视频信号处理电路43已被提供给复制产生重写与输出控制电路72。产生更新的CGMS信号或CGMS信号和电子水印信息通过复制产生重写与输出控制电路72被重写，然后通过由调制电路或其类似物构成的记录电路74被记录在可记录盘75例如RAM盘上。复制产生重写与输出控制电路72检查电子水印信息和产生更新的CGMS信号的内容是否是合理的。
通过把图3中CGMS信号31a、31b所示的两位信号从“10”改变为“11”CGMS信号被产生更新。当从CGMS信号更新电路73输出的电子水印信息和CGMS信号的内容在复制产生重写与输出控制电路72中不合理时，记录操作被停止。
例如，当电子水印信息是复制禁止，并且CGMS信号也是复制禁止时，则没有视频信号从复制产生重写与输出控制电路72输出。当电子水印信息是复制允许，并且CGMS信号也是复制允许时，则视频信号从复制产生重写与输出控制电路72被输出。并被记录到盘75上。
当电子水印信息是一次复制允许并CGMS信号已被从一次复制允许重写为复制禁止时，则视频信号从复制产生重写与输出控制电路72被输出。并被记录到盘75上。
当电子水印信息已被从一次复制允许重写为复制禁止并且CGMS信号已被从一次复制允许重写为复制禁止时，则视频信号从复制产生重写与输出控制电路72被输出，并继续盘75的记录操作。
假定在这样一种情况下，即产生更新的CGMS信号被从一次复制允许重写为复制禁止，而电子水印信息禁止复制，CGMS信号被重新记录到一个本来就是复制禁止的盘上，并且该信号被允许复制一次。
当检测到本来不应当使用的信号形式时，由复制产生重写与输出控制电路72识别为在两个信号之间没有合理性，并且电路72不输出视频信号。
图8表示按照本发明的用于处理具有复制控制信息的视频信号的装置的另一个实施例的方块图。在图7所示的方块图中，不被MPEG编码的压缩信号被提供给电子水印检测电路47和CGMS信号检测电路48。在图8所示的方块图中，提供有MPEG处理电路81，并且通过对MPEG压缩信号编码而获得的信号被提供给电子水印检测电路47。在盘75上记录数据的情况有一点不同，即信号通过MPEG压缩电路82再次进行MPEG压缩。不过，由于其它方面是相同的，所以此处省略其说明。
如上所述，有两种情况即电子水印信息和CGMS信号在MPEG压缩信号中被检测的情况，以及通过使用其中取消MPEG压缩处理的视频信号检测电子水印信息和CGMS信号的情况。电子水印信息和CGMS信号的处理可以由每个信号完成。
如上所述，按照本发明，当通过改变视频信号的亮度信号而记录在图像中的电子水印信息和插入视频信号中的CGMS信号具有合理性时，再现或记录被允许，借以使复制控制和只使用一个信息的情况相比具有更高的可靠性。
不脱离本发明的基本特征或构思本发明可以用其它的特定方式实施。因此，本实施例是为了说明本发明而不是限制本发明，本发明的范围由所附权利要求限定而不是由上述的说明限定。因此，在权利要求范围内的所有改型和改变都包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种记录介质，其中记录有视频信号，嵌入所述视频信号中并具有复制控制信息的电子水印信息，以及插入所述视频信号中用于复制控制的CGMS信号。
2.如权利要求1所述的记录介质，所述电子水印信息通过改变所述视频信号的预定位置中的亮度信号的亮度值来获得。
3.如权利要求1所述的记录介质，其中所述亮度信号的亮度值处于一个可允许的改变范围内。
4.如权利要求1所述的记录介质，其中所述CGMS信号被插入所述视频信号的扫描区域外面的区域。
5.如权利要求1所述的记录介质，其中所述CGMS信号被插入水平同步信号附近的扫描区域外面的区域。
6.如权利要求1所述的记录介质，其中CGMS信号是两位或较多的位的信号。
7.如权利要求1所述的记录介质，其中所述电子水印信息具有自由复制、允许复制一次或禁止复制中的一种信息。
8.如权利要求1所述的记录介质，其中所述CGMS信号具有自由复制、允许复制一次或禁止复制中的一种信息。
9.一种记录视频信号的方法，包括以下步骤通过改变亮度信号的预定位置的亮度值，从而嵌入复制控制信息来形成电子水印信息；在视频信号的扫描区域外部的区域插入具有复制控制信息的CGMS信号；以及记录所述电子水印信息，所述CGMS信号，和所述视频信号。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述CGMS信号是一个两位或多位的信号。
11.一种用于记录复制控制信息的方法，包括以下步骤计算即使在视频信号中包括的亮度信号的亮度值改变时在视觉上耐久的范围；在所述计算的范围内，通过改变亮度信号的预定位置的亮度值，从而形成具有复制控制信息的电子水印信息；以及产生被插入视频信号的扫描区域外部的区域中的CGMS信号。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述CGMS信号是一个两位或多位的信号。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述CGMS信号被插入水平同步信号附近的扫描区域外部的区域。
14.一种用于记录复制控制信息的方法，包括以下步骤计算即使在视频信号中包括的亮度信号的亮度值改变时在视觉上耐久的范围；当在预定位置的亮度信号的要被改变的亮度值处在所述计算的范围内时，通过改变所述亮度值而产生具有复制控制信息的电子水印信息；以及产生具有复制控制信息，并被插入视频信号的扫描区域外部的区域中的CGMS信号。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述CGMS信号是一个两位或多位的信号并被插入水平同步信号附近区域和扫描区域外部的区域。
16.一种用于再现具有复制控制信息的视频信号的方法，用于从视频信号中再现电子水印信息和CGMS信号，所述视频信号包括所述电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值来嵌入复制控制信息，并且CGCS信号具有被插入视频信号的扫描区域外部的区域中的复制控制信息，以便控制视频信号的输出，所述方法包括以下步骤检测所述电子水印信息；检测CGMS信号；以及当从所述电子水印信息获得的复制控制信息和从所述CGMS信号获得的复制控制信息缺乏合理性时，停止所述视频信号的输出。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述电子水印信号和所述CGMS信号中的每一个具有复制禁止信息或者一次复制允许信息。
18.如权利要求17所述的方法，还包括通过从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的复制禁止信息进行输出和显示所述视频信号的步骤。
19.如权利要求17所述的方法，还包括通过从所述电子水印信息获得的复制禁止信息和从所述CGMS信号获得的复制禁止信息进行输出和显示所述视频信号的步骤。
20.如权利要求16所述的方法，其中当所述CGMS信号不被再现时停止所述视频信号的输出。
21.一种用于再现具有复制控制信息的视频信号的方法，用于从盘中再现视频信号中的电子水印信息和CGMS信号，所述视频信号包括所述电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值来嵌入复制禁止或者一次复制允许的信息，所述视频信号中还包括CGMS信号，其被插入视频信号的扫描区域外部的区域，并具有复制禁止或一次复制允许的信息，以便控所述制视频信号的输出，所述方法包括以下步骤检测所述电子水印信息；检测所述CGMS信号；识别所述盘的种类；以及当从所述电子水印信息获得的复制控制信息和从所述CGMS信号获得的复制控制信息缺乏合理性时，停止输出所述视频信号。
22.如权利要求21所述的方法，还包括当所述盘是只读盘，所述电子水印信息是一次复制允许信号，以及所述CGMS信号是记录一次允许信号时，输出所述视频信号的步骤。
23.如权利要求21所述的方法，还包括当所述盘是可记录的盘，所述电子水印信息是一次复制允许信号，以及所述CGMS信号是记录一次允许信号时，停止输出所述视频信号的步骤。
24.一种用于再现具有复制控制信息的视频信号的方法，用于从记录介质中再现视频信号中的电子水印信息和CGMS信号，所述视频信号包括所述电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值来嵌入复制禁止或者一次复制允许的信息，所述视频信号中还包括CGMS信号，其被插入视频信号的扫描区域外部的区域，并具有复制禁止或一次复制允许的信息，以便控所述制视频信号的输出，所述方法包括以下步骤检测在所述电子水印信息中嵌入的复制控制信息；从所述CGMS信号中检测复制控制信息；识别在所述电子水印信息中嵌入的复制信息和在CGMS信号中的复制信息是否具有合理的关系；以及只有当所述关系合理时才允许记录所述视频信号。
25.如权利要求24所述的再现方法，其中识别所述合理的关系的步骤根据从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的一次复制允许信息被重写为复制禁止信息的状态，判断所述关系为合理的。
26.如权利要求24所述的再现方法，其中识别所述合理关系的步骤根据从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息被重写为复制禁止信息，以及从所述CGMS信号获得的一次复制允许信息被重写为复制禁止信息的状态，判断为合理的。
27.一种用于记录复制控制信息的装置，包括可允许改变范围计算电路，用于按照所述亮度值计算包括在视频信号中的亮度信号的亮度值的改变范围；信息嵌入处理电路，用于在所述计算的可允许改变范围内，借助于改变预定位置内的亮度信号的亮度值来嵌入具有复制控制信息的电子水印信息；产生电路，用于产生具有复制控制信息的CGMS信号；以及附加电路，用于把所述CGMS信号附加到嵌入有所述电子水印信息的亮度信号的扫描区域范围外部的区域。
28.如权利要求27所述的装置，其中所述产生电路产生由两位或多位信号构成的CGMS信号。
29.一种用于记录复制控制信息的装置，包括可允许改变范围计算电路，用于按照亮度值计算包括在视频信号中的亮度信号的亮度值的改变范围；信息嵌入处理电路，用于当在预定位置的亮度信号的亮度值在所述计算的可允许改变范围内时，借助于改变所述亮度信号的亮度值来嵌入具有复制控制信息的电子水印信息；产生电路，用于产生具有复制控制信息的CGMS信号；以及附加电路，用于把所述CGMS信号附加到嵌入有电子水印信息的所述亮度信号的扫描区域范围外部的区域。
30.如权利要求29所述的装置，其中所述产生电路产生由两位或多位信号构成的CGMS信号。
31.一种用于处理具有复制控制信息的视频信号的装置，用于从记录介质中再现来自视频信号的电子水印信息和CGMS信号，所述视频信号中包括所述电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值而嵌入有复制控制信息，所述视频信号中还包括CGMS信号，其具有被插入在视频信号的扫描区域的外部的区域中的复制控制信息，以便控制视频信号的输出，所述装置包括用于处理由所述记录介质再现的所述视频信号的电路；电子水印检测电路；用于检测所述CGMS信号的CGMS信号检测电路；以及输出控制电路，用于根据所述检测的电子水印信息和所述检测的CGMS信号控制所述视频信号处理电路。
32.一种用于处理具有复制控制信息的视频信号的装置，用于从记录介质中再现来自视频信号的电子水印信息和CGMS信号，所述视频信号中包括所述电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值而嵌入有复制禁止或一次复制允许信息，所述视频信号中还包括CGMS信号，其被插入在视频信号的扫描区域的外部的区域中，并具有复制禁止或者一次复制允许的信息，以便控制视频信号的输出，所述装置包括用于处理由所述记录介质读出的所述视频信号的视频信号处理电路；用于检测所述电子水印信息的电子水印信息检测电路；用于检测所述CGMS信号的CGMS信号检测电路；以及输出控制电路，用于接收所述电子水印信息检测电路的输出和所述CGMS信号检测电路的输出，并控制所述视频信号处理电路的视频信号的输出的接通与断开。
33.如权利要求32所述的装置，其中所述输出控制电路如此控制所述视频信号处理电路，使得通过从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的复制禁止信息输出视频信号。
34.如权利要求32所述的装置，其中所述输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得通过从所述电子水印信息获得的复制禁止信息和从所述CGMS信号获得的复制禁止信息输出所述视频信号。
35.如权利要求32所述的装置，其中所述输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得当未检测到所述CGMS信号时不输出所述视频信号。
36.如权利要求32所述的装置，其中当所述记录介质是可记录介质时，所述输出控制电路如此控制所述视频信号处理电路，使得通过通过从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的一次复制允许信息信息输出所述视频信号。
37.如权利要求32所述的装置，其中当所述记录介质是只读介质时，输出控制电路如此控制所述视频信号处理电路，使得通过通过从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的一次复制允许信息输出所述视频信号。
38.一种用于处理具有复制控制信息的视频信号的装置，用于从记录介质中再现来自视频信号的电子水印信息和CGMS信号，所述视频信号中包括所述电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值而嵌入有复制控制信息，所述视频信号中还包括CGMS信号，其具有被插入在所述视频信号的扫描区域的外部的区域中的复制控制信息，以便控制所述视频信号的输出，所述装置包括用于处理由所述记录介质再现的所述视频信号的电路；用于检测所述电子水印信息的电子水印信息检测电路；用于检测所述CGMS信号的CGMS信号检测电路；以及输出控制电路，用于根据所述检测的电子水印信息和所述检测的CGMS信号控制所述视频信号处理电路；以及用于识别盘的种类的电路。
39.如权利要求38所述的装置，其中当所述盘种类识别电路的输出是指示可记录盘的信号时，所述输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得通过通过从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的一次复制允许信息不输出所述视频信号。
40.如权利要求38所述的装置，其中当所述盘种类识别电路的输出是指示只读盘的信号时，所述输出控制电路如此控制视频信号处理电路，使得通过通过从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的一次复制允许信息输出所述视频信号。
41.一种用于处理具有复制控制信息的视频信号的装置，用于从记录介质中再现来自视频信号的电子水印信息和CGMS信号，所述视频信号中包括所述电子水印信息，其中通过改变亮度信号的亮度值而嵌入有复制禁止或者一次复制允许信息，所述视频信号中还包括CGMS信号，其被插入在所述视频信号的扫描区域的外部的区域中，以便控制所述视频信号的输出，所述装置包括用于处理由所述记录介质读出的所述视频信号的处理电路；用于检测所述电子水印信息的电路；用于检测所述CGMS信号的电路；用于更新产生所述检测的CGMS信号的电路；以及重写与控制电路，所述电子水印信息检测电路的输出，所述复制产生更新电路的输出，所述视频信号处理电路的输出，被提供给所述重写与控制电路，所述重写电路重写复制产生，并控制所述视频信号的输出，其中所述视频信号的输出被所述电子水印信号和所述CGMS信号控制。
42.如权利要求41所述的装置，其中所述重写与控制电路通过从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的一次复制允许信息允许所述视频信号从所述重写与控制电路被输出，并允许所述CGMS信号的一次复制允许信息被重写为复制禁止信息。
43.如权利要求41所述的装置，其中所述重写与控制电路通过从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的一次复制允许信息允许输出来自重写与控制电路的所述视频信号，并允许从所述电子水印信息获得的一次复制允许信息和从所述CGMS信号获得的一次复制允许信息重写为复制禁止信息。
44.一种记录与再现装置，包括一种装置，用于比较当视频信号被再现时直接检测到的由位产生装置产生的信号和从所述视频信号中嵌入的电子水印信息检测到的信号，并且只有当所述信号具有预定关系时才输出视频信号，以便处理具有由所述位产生装置形成的复制控制信息的所述视频信号，用于复制控制，以及用于嵌入一个控制信号作为由所述位产生装置产生的电子水印信息的装置。
45.如权利要求44所述的装置，还包括一种装置，用于检测所述电子水印信息，并只有当由所述位产生装置产生的直接检测的信号表示一次复制允许时，才改变由所述位产生装置产生的信号；以及用于同时记录所述改变的信号、所述输入的电子水印记录信号和图像信号并在此之后禁止记录的装置。
46.如权利要求45所述的装置，其中只有当由所述位产生装置产生的信号表示一次复制允许时，该信号才被重写为记录禁止的信号，并且重写的信号和所述输入的电子水印记录信号以及所述视频信号被同时记录。
47.一种再现装置，用于再现来自盘的视频信号，在所述盘上记录有视频信号，视频信号中记录有电子水印信息，和用于复制控制的位产生装置，所述再现装置包括电子水印信息检测装置；用于检测由位产生装置记录的信号的装置；用于识别所述盘的盘识别装置；以及一种装置，用于当所述盘被所述盘识别装置识别为只读盘，并且所述电子水印信息与所述位产生装置产生的信息一致时，再现在所述盘中记录的所述视频信号。
48.一种再现装置，用于再现来自盘的视频信号，在所述盘上记录有视频信号，视频信号中记录有电子水印信息，和用于复制控制的位产生装置，所述再现装置包括电子水印信息检测装置；用于检测由位产生装置记录的信号的装置；用于识别所述盘的盘识别装置；以及一种装置，用于当所述盘被所述盘识别装置识别为可记录的和可再现的盘，并且所述电子水印信息与所述位产生装置相互一致，并且由所述位产生装置产生的信号的一次复制允许被正确地改变时，再现所述视频信号。
49.如权利要求48所述的装置，还包括一种装置，用于只有在所述盘是可记录的和可再现的，所述电子水印信息是一次产生复制允许信息，并且所述位产生装置的信息是是复制禁止时，才进行再现。
50.如权利要求48所述的装置，其中所述位产生装置在所述视频信号上被多路复用。
全文摘要
通过改变视频信号中的亮度信号的亮度值而获得的电子水印信息,和被插入视频信号的扫描区域外部的区域中的复制产生管理信号(CGMS信号)被记录在记录介质中。一种再现装置包括电子水印信息检测电路,CGMS信号检测电路,接收检测的电子水印信息和CGMS信号的控制电路,由控制电路的输出控制的视频信号处理电路。当电子水印信息和CGMS信号具有合理的关系时,视频信号处理电路被控制而输出视频信号。
文档编号G06T1/00GK1221177SQ98124370
公开日1999年6月30日 申请日期1998年9月17日 优先权日1997年9月17日
发明者木村宽之, 荒井孝雄, 竹内敏文 申请人:株式会社日立制作所